(57)【要約】  本発明に係る荷電粒子線照射装置は、粒子加速器と、筒形状をなし回転軸周りに回転可能な外殻部と、荷電粒子線を照射目標に向けて照射可能であると共に、外殻部の回転に伴って照射方向が変化する照射部と、上記荷電粒子線を照射部へ輸送するビーム輸送ラインと、を備え、粒子加速器及びビーム輸送ラインは、外殻部内に少なくとも一部が収容される。
2012014705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する粒子加速器と、
筒形状をなし、回転軸周りに回転可能な外殻部と、
前記荷電粒子線を照射目標に向けて照射可能であると共に、前記外殻部の回転に伴って照射方向が変化する照射部と、
前記粒子加速器から出射された前記荷電粒子線を前記照射部へ輸送するビーム輸送ラインと、
を備え、
前記粒子加速器及び前記ビーム輸送ラインは、前記外殻部内に少なくとも一部が収容されることを特徴とする荷電粒子線照射装置。
【請求項２】
前記粒子加速器及び前記ビーム輸送ラインは、前記外殻部の内周面上に保持されることを特徴とする、請求項１に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項３】
前記ビーム輸送ラインは、所定のエネルギ幅を有する前記荷電粒子線から、前記所定のエネルギ幅よりも小さいエネルギ幅の前記荷電粒子線を取り出すエネルギ選択システムを有し、
前記エネルギ選択システムは、前記外殻部内に収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項４】
前記外殻部は切り欠き部を有しており、当該切り欠き部から前記粒子加速器及び前記ビーム輸送ラインの少なくとも一部が露出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項５】
前記ビーム輸送ラインは、その終端において、前記照射部への入射方向を決める偏向磁石を備え、
前記粒子加速器及び前記偏向磁石は、前記回転軸に平行な視線で見て当該回転軸まわりで対向する位置にそれぞれ保持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項６】
前記ビーム輸送ラインは、
前記粒子加速器と連結する始端から前記回転軸に沿って延在する第１ラインと、
前記終端から前記回転軸に沿って延在する第２ラインと、
前記第１ラインと前記第２ラインとを接続する第３ラインと、を有することを特徴とする請求項５に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項７】
前記偏向磁石が、前記外殻部の前記回転軸に沿った方向の一端部側の位置に保持され、
前記粒子加速器が、前記外殻部の前記回転軸に沿った方向の他端部側の位置に保持されることを特徴とする、請求項５に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項８】
前記ビーム輸送ラインは、
前記粒子加速器と連結する始端から、前記回転軸に直交する方向へ延在する第４ラインと、
前記終端から前記回転軸に沿って延在する第５ラインと、を有することを特徴とする請求項７に記載の荷電粒子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽子線などの荷電粒子線を患者に照射してがん治療を行う設備が知られている。この種の設備は、イオン源で生成したイオンを加速して荷電粒子線を出射する粒子加速器（サイクロトロンやシンクロトロン）、患者に対して任意の方向から荷電粒子線を照射する回転自在の照射装置（回転ガントリ）及び粒子加速器から出射された荷電粒子線を照射装置まで輸送するビーム輸送ラインを備えている。【０００３】
このような構成をとる従来の設備では、粒子加速器を設置するスペース（部屋）と、ビーム輸送ラインを設置するスペースと、回転ガントリを設置するスペース（部屋）とが別個に必要であった。また、この設備を利用した治療を効率化するために、通常、１つの粒子加速器に対して複数の回転ガントリを設置していた。このため、設備の大型化を招来して、広い敷地面積が必要であった。【０００４】
一方、このような荷電粒子線照射設備の汎用性を高めるべく、一設備に１台の回転ガントリを備えるだけで良いとの要望もある。【０００５】
そこで、例えば特許文献１のように、回転ガントリ内に粒子加速器を設置して、設備全体を小型化した荷電粒子線照射装置が提案されている。この装置は、１台の回転ガントリに専用の粒子加速器を備えることとなり、当然ながら一設備に１台のみ回転ガントリを備えるという要望も満たすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３２６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載される回転ガントリ内に粒子加速器が設置された従来の荷電粒子線照射装置では、次のように施工効率に問題があった。【０００８】
特許文献１の荷電粒子線照射装置では、粒子加速器、装置全体を回転させるガイドリング、このガイドリングに粒子加速器を支持するための複数の支持部材、ガイドリングの回転に連動して荷電粒子線の照射方向を変更する照射部、などの各要素は、荷電粒子線照射装置が設置される設置室内に直接配置される。つまり、この荷電粒子線照射装置は、この装置の設置現場において、各要素を現場内の所定位置に配置しながら組み立てる必要があった。【０００９】
さらに、このような荷電粒子線照射装置では、一般に、所望の動作が実現できているかを確認するための性能試験の実施が義務付けられており、設置現場で各要素を組んだ後に、性能試験を実施しなければならなかった。このように、従来の荷電粒子線照射装置は、この装置の設置現場で実施しなければならない工程が多いため、この装置の据付工程、つまり設置現場にて装置組み立てを開始してからこの装置が利用可能となるまでの期間が極めて長くなり、施工効率が悪かった。【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、装置全体を小型化することができ、かつ据付工程を短縮化できる荷電粒子線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る荷電粒子線照射装置は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する粒子加速器と、筒形状をなし、回転軸周りに回転可能な外殻部と、荷電粒子線を照射目標に向けて照射可能であると共に、外殻部の回転に伴って照射方向が変化する照射部と、粒子加速器から出射された荷電粒子線を照射部へ輸送するビーム輸送ラインと、を備え、粒子加速器及びビーム輸送ラインは、外殻部内に少なくとも一部が収容されることを特徴とする。【００１２】
このような荷電粒子線照射装置によれば、粒子加速器及びビーム輸送ラインは、筒形状をなす外殻部内に少なくとも一部が収容される。すなわち、荷電粒子線を照射するために必要な構成要素（粒子加速器、ビーム輸送ライン、照射部）を外殻部内でまとめることができるので、装置全体を小型化することができる。また、装置全体が一体型に纏めて構成されるため、事前に工場などで組み上げることが可能となる。このため、事前に工場などで装置を組み上げれば、性能試験を事前に実施することも可能となり、設置現場での据付工程を短縮することができる。この結果、小型化かつ据付工程短縮化が可能となるので、装置の設置場所の選択肢が広がり、汎用性の向上を図ることができる。さらに、装置全体を筒形状の外殻部で覆う構造をとるので、剛性を保ちつつ軽量化することができる。そして、剛性を保つことができるので、例えば粒子加速器の重量などに起因する装置の撓みを抑制して、照射部のアイソセンター（回転軸とビームの中心線との交点）のずれの発生を防ぐことが可能となり、荷電粒子線の照射精度を向上することができる。【００１３】
また、粒子加速器及びビーム輸送ラインは、外殻部の内周面上に保持されることが好適である。この構成により、荷電粒子線を照射するために必要な構成要素（粒子加速器、ビーム輸送ライン、照射部）が全て外殻部の内側に配置される。このため、装置の内部から全ての構成要素の管理や調整作業が可能となり、メンテナンス性を向上させることができる。【００１４】
また、ビーム輸送ラインは、所定のエネルギ幅を有する荷電粒子線から、所定のエネルギ幅よりも小さいエネルギ幅の荷電粒子線を取り出すエネルギ選択システムを有し、エネルギ選択システムは、外殻部内に収容されていることとしてもよい。【００１５】
この構成によれば、エネルギ選択システムが外殻部の回転軸方向に飛び出さず、外殻部内に収容されるため、装置全体をより小型化することができる。更に、工場等で組み上げられた荷電粒子線照射装置を設置現場まで輸送するときに、外殻部がエネルギ選択システムを保護するので、エネルギ選択システムを他の物にぶつけて破損させることを抑制することができる。【００１６】
また、外殻部は切り欠き部を有しており、当該切り欠き部から粒子加速器及びビーム輸送ラインの少なくとも一部が露出していることとしてもよい。【００１７】
この構成によれば、必要に応じて、外殻部の外側から粒子加速器及びビーム輸送ラインにアクセスすることができ、外殻部の外側からメンテナンスを行うことができるので、メンテナンス性が向上する。【００１８】
また、ビーム輸送ラインは、その終端において、照射部への入射方向を決める偏向磁石を備え、粒子加速器及び偏向磁石は、回転軸に平行な視線で見て回転軸まわりで対向する位置にそれぞれ保持されることが好適である。【００１９】
この構成により、外殻部の回転軸まわりのバランスを向上させることができる。また、回転軸まわりで対向する位置に保持される粒子加速器及び偏向磁石が、相互にカウンタウェイトの役割も果たすので、新たにカウンタウェイトを設置する必要がなくなり、装置の軽量化を図ることができる。【００２０】
また、ビーム輸送ラインは、粒子加速器と連結する始端から回転軸に沿って延在する第１ラインと、終端から回転軸に沿って延在する第２ラインと、第１ラインと第２ラインとを接続する第３ラインと、を有することとしてもよい。【００２１】
この構成により、ビーム輸送ラインによる荷電粒子線の偏向角度を大きくすることができる。この偏向角度の大きなビーム輸送ライン中に複数のエネルギ選択システムを配置することで、段階的に荷電粒子線のエネルギを選択でき、高精度なエネルギ選択が可能となる。【００２２】
また、偏向磁石が、外殻部の回転軸に沿った方向の一端部側の位置に保持され、粒子加速器が、外殻部の回転軸に沿った方向の他端部側の位置に保持されることが好適である。この構成により、外殻部の軸心方向のバランスを向上させ、装置の回転軸方向の撓みを低減させることができる。【００２３】
また、ビーム輸送ラインは、粒子加速器と連結する始端から、回転軸に直交する方向へ延在する第４ラインと、終端から回転軸に沿って延在する第５ラインと、を有することとしてもよい。【００２４】
この構成により、回転軸方向のビーム輸送ラインの全長を短くすることができ、外殻部の回転軸方向の全長も短くすることが可能となる。この結果、荷電粒子線治療装置をさらに小型化することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、装置全体を小型化することができ、かつ据付工程を短縮化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る陽子線治療装置（荷電粒子線照射装置）の概観を示す斜視図である。
【図２】回転部の回転軸に沿って、図１から回転部の半分を取り除いた一部切り欠き斜視断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る陽子線治療装置の概観を示す斜視図である。
【図４】回転部の回転軸に沿って、図３から回転部の半分を取り除いた一部切り欠き斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る荷電粒子線照射装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、荷電粒子線照射装置を陽子線治療装置とした場合について説明する。陽子線治療装置は、例えばがん治療に適用されるものであり、患者の体内の腫瘍（照射目標）に対して、陽子線（荷電粒子線）を照射する装置である。
（第１実施形態）
【００２８】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る陽子線治療装置１について説明する。図１は、本実施形態に係る陽子線治療装置１の概観を示す斜視図であり、図２は、回転部の回転軸に沿って、図１から回転部の半分を取り除いた一部切り欠き斜視断面図である。
【００２９】
図１及び図２に示すように、陽子線治療装置１は、イオン源（図示せず）にて生成されたイオン（荷電粒子）を加速して荷電粒子線を出射するサイクロトロン（粒子加速器）２と、円筒形状をなし、回転軸周りに回転可能な外殻部（回転ガントリ）３と、荷電粒子線を照射目標に向けて照射可能な照射ノズル（照射部）４と、サイクロトロン２から出射された荷電粒子線を照射ノズル４へ輸送するビーム輸送ライン５と、を備えて構成されている。
【００３０】
サイクロトロン２は、イオン源（図示せず）から供給される水素イオンを真空箱（図示せず）の内部で加速させて、荷電粒子線を出射する。サイクロトロン２はビーム輸送ライン５に接続されており、サイクロトロン２から出射された荷電粒子線はビーム輸送ライン５に導入される。
【００３１】
外殻部３は、図１及び図２に示すように、薄肉構造の円筒体であり、剛性を保ちつつ軽量化できるよう構成されている。外殻部３は、外殻部３の下方に配置されたローラ装置４０によって、円筒形状の軸心Ａ周りに回転自在に支持されている。外殻部３は、円筒形状の両端部近傍の外周面にてローラ装置４０と当接しており、モータ（図示せず）によりローラ装置４０が駆動すると回転力が付与される。また、外殻部３は、ブレーキ装置（図示せず）によって回転が停止される。なお、外殻部３の回転軸Ａ方向の全長は例えば８メートルであり、直径は例えば６メートルである。
【００３２】
外殻部３は、図２に示すように、その内部に、軸心Ａと略直交するように仕切り板３１を備える。外殻部３は、この仕切り板３１によって、その内部を軸心方向に、荷電粒子線の照射が行われる治療用領域３２と陽子線が生成される陽子線生成用領域３３との２つの領域に区切られている。
【００３３】
治療用領域３２には、患者が横たわる治療台３４が配置される。治療台３４は、陽子線照射時には、移動手段（ロボットアーム）３５により外殻部３の回転軸Ａの近傍に配置される。また、治療台３４は、移動手段３５により、外殻部３の治療用領域３２側の端部３６の開口を介して、陽子線治療装置１の外部及び内部（治療用領域３２）の間を移動可能である。
【００３４】
この外殻部３の治療用領域３２には、さらに照射ノズル４が、外殻部３の回転軸Ａに向かう方向Ｂに陽子線を照射するように固定して設置されている。照射ノズル４は、外殻部３の回転に伴って治療台３４の周囲を自在に回動し、外殻部３の回転軸Ａ周りの任意の方向から、治療台３４の患者に対して陽子線を照射することができる。なお、照射ノズル４は、後述するベンディングマグネット５３に固定されているが、外殻部３等に固定しても良い。要は、照射ノズルは、外殻部３の回転に伴って回転できるように設置されていれば良い。また、照射ノズル４は、陽子線を方向Ｂにそれぞれ直交するＸ方向及びＹ方向に走査（スキャン）する走査（スキャニング）磁石を有しており、スキャニング方式で陽子線を患者に対して照射することができる。なお、照射ノズル４内にワブラー磁石を設けて、ワブラー方式で陽子線を照射しても良い。
【００３５】
ビーム輸送ライン５は、その始端においてサイクロトロン２と連結され、終端において照射ノズル４と連結されており、サイクロトロン２から出射された陽子線を照射ノズル４へ輸送する。ビーム輸送ライン５は、陽子線を収束させるための複数の四極電磁石５１、所定のエネルギ幅を有する陽子線から所望のエネルギ幅（前記所定のエネルギ幅よりも小さいエネルギ幅）の陽子線を取り出す（選択する）複数（図２では３個）のエネルギ選択システム（ＥＳＳ）５２などを備えている。更に、ビーム輸送ライン５は、その終端において、照射ノズル４と連結する直前の位置に、陽子線を（本実施形態では略９０度）偏向し、照射ノズル４への陽子線の入射方向を決めるベンディングマグネット（偏向磁石）５３を備えている。ベンディングマグネット５３は、図２に示すように、治療用領域３２において、照射ノズル４から外殻部３の遠心方向に設置されている。なお、ビーム輸送ライン５には、その全体にわたり、陽子線の軌道に沿ってビーム輸送管（図示省略）が設けられている。ビーム輸送管内は真空とされており、ビーム輸送管で陽子線を輸送している際に陽子線が発散することを抑制する。
【００３６】
特に本実施形態では、円筒形状の外殻部３が、陽子線治療装置１全体の外殻として機能し装置全体の剛性を保ちつつ軽量化できるよう構成され、さらに、サイクロトロン２及びビーム輸送ライン５の各要素は、この外殻部３の内側に少なくとも一部が収容され、当該外殻部３により保持されている。ここで、「外殻部３により保持されている」とは、具体的には、外殻部３の内面に直接取り付けられる状態、ブラケット等の部材を介して外殻部３の内面に連結される状態を意味する。そして、このような構成により、本実施形態の陽子線治療装置１は、陽子線治療に係る全ての構成要素を一体型に纏めたコンパクトな構成をとるものである。
【００３７】
サイクロトロン２は、図２に示すように、ビーム輸送ライン５の終端（少なくともベンディングマグネット５３）の位置に対して、外殻部３の回転軸Ａまわりで対向する位置にて外殻部３により保持されている。言い換えると、サイクロトロン２とベンディングマグネット５３とが、外殻部３の回転軸Ａに平行な視線で見て、当該回転軸Ａを中心として１８０度対向する位置、より詳細には、回転軸Ａに平行な視線で見て、回転軸Ａを挟んで対称の位置で外殻部３によりそれぞれ保持されている。
【００３８】
ビーム輸送ライン５は、図２に示すように、サイクロトロン２と連結する始端から、まず、外殻部３の回転軸Ａ方向と平行に、外殻部３の内周面に沿って、陽子線生成用領域３３側の端部３７（治療用領域３２側の端部３６とは反対の方）へ向けて延在する。次に、外殻部３内部の端部３７近傍で、３個のＥＳＳ５２を利用して、外殻部３の回転軸Ａを通りつつ、１８０度湾曲して、始端の位置と対向する外殻部３の内周面まで延在する。そして、回転軸Ａ方向と平行に、外殻部３の内周面に沿って、治療用領域３２のベンディングマグネット５３まで延在する。言い換えると、ビーム輸送ライン５は、サイクロトロン２と連結する始端から回転軸Ａに沿って延在する第１ライン５Ａと、ベンディングマグネット５３と連結する終端から前記回転軸に沿って延在する第２ライン５Ｂと、第１ライン５Ａと第２ライン５Ｂとを接続する第３ライン５Ｃと、を備えている。
【００３９】
つまり、サイクロトロン２及びビーム輸送ライン５の各要素は、外殻部３の回転軸Ａに沿って円筒体の直径方向に延在する仮想平面上（図２の外殻部３断面に相当）に略Ｕ字状に配置される。
【００４０】
なお、サイクロトロン２及びビーム輸送ライン５の各要素は、外殻部３の内面上に保持されているが、一部分が外殻部３外周面側に突出して露出し少なくとも一部が外殻部３の内面側にあってもよい。例えば、図１、図２の例では、外殻部３は、上部に開口しビーム輸送ライン５に沿って延びる矩形の切り欠き部３ａを有している。そして、四極電磁石５１とベンディングマグネット５３とが、外殻部３の外側から見て、切り欠き部３ａを通じて露出している。この例のように、サイクロトロン２及びビーム輸送ライン５の一部分が外殻部３の外側に露出する構成を採用することで、必要に応じ、外殻部３の外側から切り欠き部３ａを通じてサイクロトロン２やビーム輸送ライン５にアクセスすることができ、外殻部３の外側から各部品のメンテナンスを行うことができるので、メンテナンス性が向上する。
【００４１】
また、サイクロトロン２は、イオンを真空箱の内部で周回させて加速するために中心軸をもつ円柱形状をなすのが一般的である。図２に示すように、サイクロトロン２は、その中心軸を外殻部３の回転軸Ａと直交するように配置してもよいし、外殻部３の軸心と平行に配置してもよい。しかしながら、図２に示すように、中心軸を外殻部３の回転軸Ａと直行するようにサイクロトロン２を配置すると、サイクロトロン２内でイオンが加速する軌道の平面と、ビーム輸送ライン５の平面とが略一致するので、サイクロトロン２から荷電粒子線を取り出しやすくなる。
【００４２】
このような陽子線治療装置１によれば、サイクロトロン２及びビーム輸送ライン５は、筒形状をなす外殻部３内に少なくとも一部が収容されるため、陽子線を照射するために必要な構成要素（サイクロトロン２、ビーム輸送ライン５、照射ノズル４）が一体型の装置としてまとめられるので、装置全体を小型化することができる。また、陽子線治療装置１全体が一体型に纏めて構成されるため、事前に工場などで組み上げることが可能となる。このため、事前に工場などで装置を組み上げれば、設置現場での性能試験までの工程を短縮でき、性能試験を事前に工場で実施することも可能となる。この結果、小型化かつ据付工程短縮化が可能となるので、陽子線治療装置１の設置場所の選択肢が広がり、汎用性の向上を図ることができる。さらに、陽子線治療装置１の全体を筒形状の外殻部３で覆う構造をとるので、剛性を保ちつつ軽量化することができる。そして、剛性を保つことができるので、例えばサイクロトロン２の重量などに起因する装置の撓みを抑制して、照射ノズル４のアイソセンター（回転軸Ａと陽子線の中心線との交点）のずれの発生を防ぐことが可能となり、陽子線の照射精度を向上することができる。
【００４３】
ここで、ビーム輸送ライン５の終端において入射方向を決めるベンディングマグネット５３は、一般に大型で重量が増えるものであり、例えば２０〜２５トン程度である。また、サイクロトロン２も同程度の重量がある。そこで、本実施形態では、サイクロトロン２と、誘導ラインの終端のベンディングマグネット５３とが、外殻部３の回転軸Ａまわりで対向する位置にそれぞれ保持されるため、同程度の重量の要素が回転軸まわりに対向して配置されて外殻部３の回転軸Ａまわりのバランスを向上させることができる。また、回転軸Ａまわりで対向する位置に保持されるサイクロトロン２及びベンディングマグネット５３が、相互にカウンタウェイトの役割も果たすので、新たにカウンタウェイトを設置する必要がなくなり、装置の軽量化を図ることができる。
【００４４】
また、サイクロトロン２及びビーム輸送ライン５の各要素が、外殻部３の内周面上に保持される。この構成により、陽子線を照射するために必要な構成要素であるサイクロトロン２、ビーム輸送ライン５、照射ノズル４が外殻部３の内側に配置される。このため、外殻部３の内部から上記の構成要素の管理や調整作業が可能となり、メンテナンスの作業効率を向上させることができる。
【００４５】
また、エネルギ選択システム５２が外殻部３の回転軸Ａ方向に飛び出さず、外殻部３内に収容されているため、装置全体をより小型化することができる。更に、工場等で組み上げられた陽子線治療装置１を設置現場まで輸送するときに、外殻部３がエネルギ選択システム５２を保護するので、エネルギ選択システム５２を他の物にぶつけて破損させることを抑制することができる。
【００４６】
また、ビーム輸送ライン５は、始端から回転軸Ａに沿って延在する第１ライン５Ａと、終端から前記回転軸に沿って延在する第２ライン５Ｂと、第１ライン５Ａと第２ライン５Ｂとを接続する第３ライン５Ｃと、を備えているため、ビーム輸送ライン５による陽子線の偏向角度を大きくすることができる。この偏向角度の大きなビーム輸送ライン５中に複数のエネルギ選択システム５２を配置することで、段階的に陽子線のエネルギを選択でき、高精度なエネルギ選択が可能となる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、図３及び図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る陽子線治療装置１０について説明する。図３は、本実施形態に係る陽子線治療装置１０の概観を示す斜視図であり、図４は、回転部の回転軸に沿って、図３から回転部の半分を取り除いた一部切り欠き斜視断面図である。
【００４８】
本実施形態の陽子線治療装置１０は、（１）サイクロトロン２’が外殻部３の陽子線生成用領域３３側の端部３７近傍に設置される点、及び（２）サイクロトロン２’の設置位置の変更に伴い、ビーム輸送ライン５’の配置が略Ｌ字状となる点で、第１実施形態の陽子線治療装置１と異なるものである。
【００４９】
サイクロトロン２’は、図４に示すように、ビーム輸送ライン５’の終端（少なくともベンディングマグネット５３）の位置に対して、外殻部３の回転軸Ａまわりで対向する位置、かつ、外殻部３の陽子ビーム生成用領域３３側の端部（他端部）３７側にて外殻部３により保持されている。一方、ベンディングマグネット５３は、図３や図４に示すように、外殻部３の治療用領域３２側の端部（一端部）３６側にて外殻部３により保持されている。言い換えると、サイクロトロン２’とベンディングマグネット５３とが、外殻部３の内部において、外殻部３の両端部３６，３７の近傍の位置、にそれぞれ配置され、回転軸Ａに反対称となる位置にて外殻部３によりそれぞれ保持されている。
【００５０】
ビーム輸送ライン５’は、図４に示すように、サイクロトロン２’と連結する始端から、まず、外殻部３内部の端部３７近傍で、２組の四極電磁石５１を介して、外殻部３の回転軸Ａを通りつつ、回転軸Ａと直交する方向へ、始端の位置と対向する外殻部３の内周面上まで延在する。次に、ベンディングマグネット５３を利用して、回転軸Ａ方向と平行な方向に９０度湾曲し、外殻部３の内周面に沿って、治療用領域３２のベンディングマグネット５３まで延在する。言い換えると、ビーム輸送ライン５は、サイクロトロン２と連結する始端から回転軸Ａに直交する方向へ延在する第４ライン５Ｄと、ベンディングマグネット５３と連結する終端から前記回転軸に沿って延在する第５ライン５Ｄと、を備えている。
【００５１】
つまり、サイクロトロン２’及びビーム輸送ライン５’の各要素は、外殻部３の回転軸Ａに沿って円筒体の直径方向に延在する仮想平面上（図４の外殻部３断面に相当）に略Ｌ字状に配置される。
【００５２】
このような陽子線治療装置１０によれば、ベンディングマグネット５３が、外殻部３の回転軸Ａに沿った方向の一端部３６側の位置に保持され、サイクロトロン２’が、外殻部３の回転軸Ａに沿った方向の他端部３７側の位置に保持されるため、外殻部３の回転軸Ａ方向のバランスを向上させ、陽子線治療装置１０の回転軸Ａ方向の撓みを低減させることができる。なお、陽子線治療装置１０は、第１実施形態の陽子線治療装置１と同様の構成的な特徴も備えるので、上述した陽子線治療装置１の作用効果も奏するものである。
【００５３】
また、陽子線治療装置１０では、ビーム輸送ライン５が、始端から回転軸Ａに直交する方向へ延在する第４ライン５Ｄと、終端から前記回転軸に沿って延在する第５ライン５Ｄと、を備えている。すなわち、第１実施形態の陽子線治療装置１と異なり、ビーム輸送ライン５’は、陽子線の軌道を略９０度湾曲させるのみである（第１実施形態では１８０度湾曲）。このため、第１実施形態の第３ライン５Ｃの湾曲に要した回転軸Ａ方向の長さを省略することができるので、回転軸Ａ方向のビーム輸送ライン５’の全長を短くすることができる。したがって、外殻部３の回転軸Ａ方向の全長も短くすることが可能となり、この結果、陽子線治療装置１０を、第１実施形態の陽子線治療装置１よりさらに小型化することが可能となる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１、第２実施形態に示したビーム輸送ライン５，５’を構成する各要素は、所望のビーム設計に応じて、その配置や個数を適宜変更することができる。
【００５５】
また、粒子加速器はサイクロトロンに限定されず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロンでも良い。超伝導化した粒子加速器を用いると、陽子線治療装置１をより小型化することができる。また、荷電粒子線は陽子線に限定されず、炭素線（重粒子線）などでも良い。また、外殻部３の形状は、円筒に限らず他の筒状でもよい。
【００５６】
また、外殻部３は３６０度回転できるものに限定されず、３６０度未満（例えば１８０度）回転（揺動）するものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、荷電粒子線照射装置の装置全体を小型化することができ、かつ荷電粒子線照射装置の据付工程を短縮化できる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１０…陽子線治療装置（荷電粒子線照射装置）、２，２’ …サイクロトロン（粒子加速器）、３…外殻部、４…照射ノズル、５，５’ …ビーム輸送ライン、３６…外殻部の治療用領域側の端部（一端部）、３７…外殻部の陽子線生成用領域側の端部（他端部）、５３…ベンディングマグネット（偏向磁石）、Ａ…外殻部の回転軸。
【図１】
2012014705.tif 000003
【図２】
2012014705.tif 000004
【図３】
2012014705.tif 000005
【図４】
2012014705.tif 000006
【国際調査報告】
2012014705.tif 000007
2012014705.tif 000008
2012014705.tif 000009
2012014705.tif 000010